[发明专利]氟磷酸锂和其作为导电盐的用途

说明书

本发明涉及通式(I)的新型氟磷酸锂、所述化合物的制备方法、它们在电解质中的用途，和用所述电解质生产的锂电池

Li⁺[PF_a(CH_bF_c(CF₃)_d)_e]^-   (I)其中：a为1，2，3，4或5，b为0或1，c为0，1，2或3，d为0，1，2或3和e为1，2，3或4，条件是a+e的总数等于6，b+c+d的总数等于3且b和c不同时为0，其条件是配位体(CH_bF_c(CF₃)_d)可以不同。

本发明还涉及用于生产通式(I)化合物所需的、作为中间产物的通式(Ia)的化合物

[PF_a(CH_bF_c(CF₃)_d)_e]    (Ia)其中：如通式(I)，b为0或1，c为0，1，2或3，d为0，1，2或3和e为1，2，3或4，但是a为1，2，3或4。

通常，人们将六氟磷酸锂用作锂蓄电池中的导电盐。缺点是该盐的耐水解性较差。因此，人们进行了各种试验，发现了所述盐的代用品。例如WO 88/03331公开了环状全氟链烷双(磺酰基)酰亚胺的盐，也包括它们的锂盐，它可用作锂蓄电池中的非水电解质中的导电盐。但是，正如试验所揭示的，只能高成本地来生产这类化合物，并且在合成后，必须除去不希望有的副产物。盐的纯化是不可缺少的，原因是再现性是作为电池电解质的成分使用时不可缺少的参数。

因此，本发明的目的是，提供合适的用作锂电池中电解质的导电盐。本发明的目的还是提供制备方法，以容易和廉价地生产按照本发明的导电盐。

本发明的目的通过通式(I)的新型氟磷酸锂来实现

Li⁺[PF_a(CH_bF_c(CF₃)_d)_e]^-   (I)其中：a为1，2，3，4或5，b为0或1，c为0，1，2或3，d为0，1，2或3和e为1，2，3或4，条件是a+e的总数等于6，b+c+d的总数等于3且b和c不同时为0，其条件是配位体(CH_bF_c(CF₃)_d)可以不同，所述的氟磷酸锂可以代替传统的用作锂蓄电池中的导电盐的六氟磷酸锂，它们还可以与六氟磷酸锂的混合物形式使用。

因此，本发明涉及本发明通式(I)的新型盐，还涉及它们的制备方法和通式(Ia)的化合物，

[PF_a(CH_bF_c(CF₃)_d)_e]    (Ia)其中：如通式(I)，b为0或1，c为0，1，2或3，d为0，1，2或3和e为1，2，3或4，但是a为1，2，3或4，该式(Ia)的化合物是作为生产通式(I)的盐所需的中间产物。

最后，本发明还涉及含有本发明盐的电解质和采用所述电解质生产的电化学电池。这类电化学电池可以是原电池或蓄电池，它们含有通式(I)的锂化合物。

本发明特别涉及下列锂盐涉及它们在电解质中用作导电盐的用途，含有该导电盐的电解质，还涉及所述化合物作为导电盐的锂电池。

为了生产本发明的盐，首先，将合适的二氯单-、氯二烷基膦、二氟单-、氟二烷基亚膦(hosphanes)、氯二氟-、二氯氟-、三氟二烷基正膦或四氯氟烷基正膦、氯-或氟烷基次膦酸酐或二氯-或二氟烷基膦酸酐、氯-或氟二烷基膦氧化物或三烷基膦氧化物溶解在溶剂中，并按已知方法、在-15-20℃的温度和常压下进行电化学氟化。用于该反应的合适溶剂是氟化氢。当已经消耗掉理论电量的90-150％、尤其是110-130％时结束氟化反应。该值由库仑测定法确定。

根据反应持续的过程，可获得产物混合物，它们含有完全由氟饱和的化合物和部分氟化的化合物。例如，在氯二异丙基亚膦的氟化中获得下列产物：